Merkezi İşlem Birimi

Bilgisayarları oluşturan donanımlardan en önemlisi şüphesiz ki merkezi işlem birimidir; kısaca MİB olarak adlandırılır.MİB, tüm işlemlerin yapılmasından sorumludur.Verilerin okunması, gerekli hesapların yapılması, sonuçların üretilmesi ve saklanması hep bu işlemci birim sayesinde olur.İşlemciler bilgisayar veya benzeri bir sistem içerisinde aritmetik, mantık ve karşılaştırma işlemlerinin yapıldığı; ve bu işlemlerin anlamlı sıralarda art arda kullanılmasıyla daha karmaşık işlemlerin kotarıldığı programlanabilen bir birimlerdir.

İşlemciler temel olarak transistörlerden oluşurlar.Transistörler işlemci içerisinde aritmetik ve mantık işlemleri yapacak şekilde organize olmuşlardır. MİB toplama,çıkarma gibi temel aritmetik işlemlerin yanısıra , VE, VEYA ve DEĞİL gibi temel mantık işlemlerini de yapabilir.Bu işlemler matematiksel olarak Boole cebiri ile ifade edilir.Bu cebirde yukarıda sözü edilen mantık işlemleri için doğruluk tablosu adı verilen tablolar kullanılır.Fonksiyonların sadeleştirilmesi amacıyla Boole cebiri kurallarından yararlanılır.

Bilgisayarlarda kullanılan mantık devrelerini birleşik mantık devreleri ve sıralı/ardışık mantık devreleri olarak ikiye ayırabiliriz. Bu devreler işlemcinin içindeki değişik fonksiyonları yerine getirmenin yanısıra yardımcı tümleşik devreler ile MİB arasındaki sinyalleşmeyi kontrol amacıyla da kullanılır.Birleşik mantık devreleri VE,VEYA gibi kapılardan oluşur ve devrenin çıktısı sadece o andaki girdilere bağlıdır.Sıralı/ardışıl mantık devreleri ise flip-flop adı da verilen devrelerdir ve çıktıları, hem o andaki girdilere hem de bir önceki çıktıya bağlıdır.Bu devreler saat darbeleri ile çalışırlar.

MİB, ana bellek, ikinci bellek(disk), ve kontrol devrelerinden oluşan ve bunların birbiriyle ilişkilendirilmesini tanımlayan modele “bilgisayar mimarisi” denilir.Bilgisayarlar gerek MİB’in yapısı gerekse çevre birimleri açısından farklı mimarilere sahiptirler.Ancak hepsinde tüm temel birimler mevcuttur.

Bilgisayarların el alt düzeyde programlanabilmeleri için makine dili kullanılır.Makine dili, MİB’nin anladığı komutlardır ve her bir komut 1 ve 0’lardan oluşur.Makine kodu temel olarak işlemcinin komut kümesindeki komutlarla yazılmış bir program parçasıdır.İşlemci, makine koduyla yazılmış programları hiçbir derleyici veya dönüştürücüye ihtiyaç duymadan doğrudan çalıştırabilir.Farklı üreticilerin işlemcilerinin komut kümeleri de farklıdır.

Makine dilinde program üretmek oldukça zahmetlidir.Bu nedenle makine kodu düzeyinde olan komutlara simgesel isimler verilerek assembly dili oluşturulmuştur. Assembly dili sayesinde insanlar kendilerine karmaşık gelen makine kodu yerine daha anlamlı gelen sözcüklerle uğraşmış olur.Örneğin bir işlemci için toplama işlemi makine kodunda 0xFB iken assembly dilinde add’dir.

MİB iç yapısı saklayıcılar, kontrol üniteleri ve Aritmetik Mantık Biriminden (ALU) oluşmaktadır.Saklayıcılar verileri geçici olarak tutmak amacıyla kullanılan hızlı bellek parçalarıdır; genel olarak kapasiteleri küçüktür.Ancak programların çalışması esnasında verileri geçici olarak tutarak işlemlerin yürütülmesini mümkün kılarlar.